اکسید پرازئودیمیم

 

اکسید پرازئودیمیم (III ،IV) یک ترکیب معدنی به شکل پودر قهوه ای تیره می باشد که در آب نامحلول است و دارای ساختار فلوریت مکعبی است که پایدارترین شکل آن در دما و فشار محیط می باشد.

 

اکسید پرازئودیمیم یک اکسید رنگی ضعیف است که در دمای ۹۳۲ درجه سانتیگراد ذوب می شود. این ماده یکی از اکسیدهای لانتانید در جدول تناوبی است که به عنوان یک ترکیب خاکی کمیاب طبقه بندی می شود.

 

ساختار کریستالی این ماده با روش های XRD  ،TEM و SEM اندازه گیری می شود که می توان آن را یک فرم کاهش اکسیژن از اکسید پرازودیمیم (IV) (PrO۲) در نظر گرفت، که یون های Pr در یک حالت ظرفیت مختلط Pr (III) و Pr (IV) قرار دارند. این ویژگی همان چیزی است که به اکسید خواص مفید بسیاری برای فعالیت کاتالیزوری اش می دهد.

 

اکسید پرازئودیمیم (III ، IV) در رنگدانه های صنایع شیشه، نوری و سرامیک استفاده می شود. شیشه پرازئودیمیم دوپ شده به نام شیشه دیدیمیم به دلیل خاصیت انسداد اشعه مادون قرمز، در عینک های جوشکاری، آهنگری و دمیدن شیشه استفاده می شود.

 

این ماده در سنتز حالت جامد اکسید مولیبدن پرازودیمیم به عنوان نیمه هادی استفاده می شود، البته در سرامیک ها زیاد استفاده نمی شود اما در لکه های زرد با سیلیکات زیرکونیوم به کار می رود. این ماده بسیار سمی است.

 

خواص و شناسایی اکسید پرازئودیمیم (IV, III)

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                         پودر قهوه ای تیره فرمول شیمیایی                                                                       Pr۶O۱۱
دانسیته                                                                          (g/ml)6.5 وزن مولکولی                                                    (g/mol)1021.44
نقطه ذوب                                                                        (۰C)2183 شماره (CAS No)                                                       ۱۲۰۳۷-۲۹-۵
نقطه جوش                                                                      (۰C)3760 CID پاپ کم                                                                 ۱۶۲۱۱۴۸۱

 

سنتز نانو ذرات اکسید پرازئودیمیم

 

نانوذرات اکسید پرازئودیمیم به طور کلی از طریق روش های حالت جامد مانند ترمولیز، روش نمک مذاب، کلسیم یا رسوب تولید می شود. با این وجود، عملاً همه فرایندها برای بدست آوردن یک نانوذره کریستالی Pr۶O۱۱، حاوی یک مرحله تسویه هستند.

 

کلسینه کردن:

 

به طور معمول، پرازودیمیم نیترات Pr(NO۳)۳·۶H۲O یا هیدروکسید Pr(OH)۳ در دمای بالا (معمولاً بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتیگراد) زیر هوا گرم می شود تا به آن پرازئودیمیوم (III ،IV) اضافه شود تا اکسید این ماده تشکیل شده و در سنتز سایر پیش سازهای آلی مانند استات پرازودیمیم، اگزالات و مونونات مورد مصرف قرار گیرد.

 

خصوصیات فیزیکی نانوذرات تهیه شده مانند شکل ذرات یا پارامتر شبکه به شدت به شرایط تشدید، مانند دما یا مدت زمان، و همچنین روش های مختلف آماده سازی (به عنوان مثال کلسیم یا سل-ژل) بستگی دارد. در نتیجه، بسیاری از مسیرهای سنتز برای بدست آوردن ریخت شناسی دقیق مورد نظر تا به امروز کشف شده اند.

 

طیف FTIR اکسید پرازئودیمیم (IV, III)

 

طیف FTIR اکسید پرازئودیمیم (IV, III)

 

کاربردهای اکسید پرازئودیمیم

 

کاربردهای اکسید پرازئودیمیم

 

اکسید پرازئودیمیم (III ، IV) دارای تعدادی از کاربردهای بالقوه در تجزیه شیمیایی است و اغلب به منظور بهبود عملکرد کاتالیزوری آن به همراه پروموتر مانند سدیم یا طلا استفاده می شود.

 

اتصال اکسیداتیو متان:

 

اکسید پراسئودیمیم (III ، IV)، سدیم یا لیتیوم تولید شده را در مقایسه با محصولات جانبی ناخواسته مانند دی اکسید کربن، و نرخ تبدیل خوب متان را با انتخاب خوب نسبت به اتان و اتن نشان می دهد.

 

در حالی که سازوکار دقیق این واکنش هنوز مورد بحث است، پیشنهاد شده است که به طور معمول، متان توسط اکسیژن موجود در سطح کاتالیزور به ترکیب یک رادیکال متیل در می آید و باعث تشکیل اتان می شود.

 

سپس اتن توسط احیاء کاهشی اتان یا توسط کاتالیزور یا به صورت خود به خود تشکیل می شود. حالت های اکسیداسیون متعدد Pr (III) و Pr (IV) امکان بازسازی سریع گونه های کاتالیزور فعال شامل آنیون پراکسید -O۲۲ را فراهم می کند.

 

این واکنش از اهمیت ویژه ای برخوردار است زیرا امکان تبدیل گاز متان فراوان (تشکیل ۶۰٪ گاز طبیعی) به هیدروکربن های مرتبه بالاتر را فراهم می کند که کاربردهای بیشتری را فراهم می کند. در نتیجه، اتصال اکسیداتیو متان از نظر اقتصادی یک روند مطلوب است.

 

اکسیداسیون CO:

 

در مکانیسم پیشنهادی برای اکسیداسیون CO۶ به CO۲ کاتالیز شده توسط Pr۶O۱۱  CO ابتدا به سطح کاتالیزور متصل می شود و یک کربنات دو طرفه ایجاد می کند سپس به یک نوع کربنات مونودنتات تبدیل می شود که اکنون می تواند به عنوان CO۲ تجزیه شود و چرخه کاتالیزور را تکمیل کند.

 

تبدیل یک کربنات دو طرفه به یک نوع مونودنتات جای خالی اکسیژن را در سطح کاتالیزور باقی می گذارد که به دلیل تحرک اکسیژن زیاد ناشی از اکسیداسیون مخلوط مراکز Pr می تواند به سرعت پر شود. مکانیسم اکسیداسیون CO کاتالیز شده با اکسید پرازئودیمیم پیشنهادی به صورت شماتیک در زیر ارائه شده است:

 

 

اکسیداسیون CO توسط اکسید پرازئودیمیوم

 

افزودن پروموترهای طلا به کاتالیزور ممکن است به طور قابل توجهی دمای واکنش را از ۵۵۰ درجه سانتیگراد به ۱۴۰ درجه سانتیگراد کاهش دهد، اما این مکانیسم هنوز کشف نشده است. اعتقاد بر این است که بین انواع اکسید طلا و پرازئودیمیم (III ، IV) اثر هم افزایی خاصی وجود دارد.

 

علاقه به اکسیداسیون CO، در توانایی آن برای تبدیل گاز سمی CO به CO۲ غیر سمی است و برای مثال در اگزوز اتومبیل که از آن CO تولید می شود، کاربرد دارد. Pr۶O۱۱ همچنین در ترکیب با سایر افزودنی ها مانند سیلیس یا زیرکونیوم برای تولید رنگدانه ها در سرامیک و شیشه استفاده می گردد.

 

 

جهت جستجوی محصولات شیمیایی اینجا جستجو کنید.

خرید مواد شیمیایی از این سایت تحت گارانتی دکتر شاهرضایی می باشد.